APRS Y REEMISORES ANALOGICOS: Binomio perfecto.

Por: Antoni Planas. EA3DXR (Digigrup-EA3) 

ea3dxr@ amsat.org

Septiembre 2000

 

Nota.- Este proyecto no ha sido llevado aún a la práctica por lo que en su realización final pueden aparecer ligeras variaciones.

 

No todos disponemos de un tansceptor portátil doble banda preparado para operación APRS como los Kenwood TH-D7 y TM-D700. Aunque ese no es el objeto del artículo, cabe recordar la existencia de sistemas que, mediante el empleo de una TNC2 o kits de sencillo montaje (MIC-E, Pic-E), nos permiten emplear nuestros equipos en APRS con un coste muy modesto. Con ellos no vamos a disponer de todas las habilidades APRS como si estuviésemos en casa, pero nos permiten enlazar con el GPS y transmitir tramas informando de nuestra posición al resto de estaciones.

 

Inmediatamente nos puede asaltar la duda de que, si deseásemos operar al mismo tiempo a través de un reemisor analógico, ello no sería posible. Todo lo contrario: Es posible aprovechar la entrada de un reemisor analógico para enviar a través de él tramas APRS sin que su chirrido moleste a los escuchas.

 

Aprovechando un reemisor analógico para nuestras tramas APRS

 

El circuito que presentamos, gracias a las ideas aportadas por EA3AYD y EA3BRA , está basado en dos unidades de TNCplus (resulta fácilmente adaptable a cualquier otro tipo de compatible TNC2) equipadas con soft para la función digirrepetidora compatible APRS, como UIDIGI de IW3FQG Marco Savegnano y un circuito detector de portadora de datos basado en XR2211.

 

MIC-E y Pic-E tienen la propiedad de poder insertar una trama de posición APRS inmediatamente después de nuestra modulación de fonía, así que hayamos liberado la palanca de PTT, añadiendo un pequeño retardo en la conmutación del equipo (algo parecido a lo que se hace con los populares “roger beep”). También pueden enviarla temporizadamente cada cierto lapso de tiempo, si el reemisor no está ocupado. Como se trata de tramas de muy pocos bytes al utilizar el formato comprimido, su duración es de unos pocos milisegundos, menos aún que los que ocupa la identificación de un “roger beep”.

 

  

Circuito DCD

 

Si entregamos la señal de entrada de audio del reemisor a una TNC podremos recoger esta trama y enviarla a un canal específico APRS para que sea repartida por la red. Ocurre sin embargo que el chirrido de esa trama sería audible en el canal de salida del reemisor analógico, molestando a los que están a su escucha. Pero todo tipo de TNC dispone de un circuito DCD (Detección de Portadora de Datos) que, a parte de obligarle a inhibir una posible transmisión evitando colisiones, ilumina un diodo led para que el operador pueda apreciar esa circunstancia aún sin volumen en el receptor. Luego, podemos aprovechar la tensión de ese circuito para derivar a masa la señal, a través de un transistor, antes de entregarla a la etapa transmisora del reemisor analógico.

 

La mayoría de TNC2 se basan en modems diseñados para ser utilizados en circuitos alambicos (como el popular y casi desaparecido TCM3105). Cualquier señal presente en el canal es interpretada como portadora de datos. Por tanto cualquier señal, digital o no, sería inevitablemente derivada a masa antes de poder ser retransmitida en la salida.

 

Por eso empleamos un circuito XR2211 de EXAR, bien conocido de los radioaficionados pues ya se utilizaba en RTTY. También en radiopaquete, porqué permite operar con silenciador abierto aportando mayor sensibilidad y menor retardo de conmutación. Se trata de un demodulador FSK y decodificador de tonos. Aquí aprovechamos su habilidad FSK: si no detecta en la señal recibida un desplazamiento preestablecido, no la considera portadora de datos.

 

Descripción del esquema y funcionamiento del circuito

 

Deberemos extraer la señal de entrada de audio del receptor del reemisor, y entregarla a nuestro circuito a través de un divisor resistivo, antes de pasar a la etapa de salida. En paralelo, entregaremos la señal recibida a la entrada de audio de la TNC (a la que vamos a denominar como TNC/1) y al circuito XR2211 (al que también denominaremos XR2211/1).

 

La señal DCD en el TC3105 se halla en la patilla 3 que entrega +5v cuanto detecta datos. Se entrega a la patilla 1 del inversor 74HC14 que pone a nivel 0 su salida 2 cuando eso ocurre, para poder inhibir al sistema mediante la entrada DCDA del Z80-SIO/0. Por ello vamos a dejar al aire esa patilla 3 del TCM. Será reemplazada por la patilla 6 del XR2211/1 que actúa de forma similar, pero solo cuando detecta el desplazamiento previsto entre marca y espacio. La tensión de +5v la aprovecharemos para polarizar la base de un transistor que nos derivará a masa la trama APRS en vez de entregarla a la etapa transmisora del reemisor analógico. Así, lograremos silenciar el canal de salida,  pasando casi desapercibidos unos pocos milisegundos añadidos a la cola de conmutación.

 

A la par que eso ocurre, nuestra TNC/1 decodificará la trama y como se trata de un digi, puede reenviarla mediante un equipo sintonizado en un canal específico APRS, a toda la red. Sin embargo ¿qué ocurre si en este momento en canal APRS se halla ocupado? La probabilidad de colisión será alta si no efectuamos un chequeo previo del canal. Para ese menester emplearemos otro circuito XR2211 sintonizado en el canal APRS.

 

Podríamos aprovechar aquí la detección del propio TCM3105, puesto que monitorizamos un canal de datos. Pero atendiendo a que podamos compartir la misma banda tanto en el reemisor de fonía como en el digi, la interacción del primero sobre el segundo puede ser importante. Por ello es preferible efectuar la detección por FSK. A ese segundo circuito lo llamaremos XR2211/2.

 

Si el canal está ocupado el circuito XR2211/2 informará a la TNC/1 de ello mediante la patilla 1 de su 74HC14 e impedirá la retransmisión de la trama hasta que no esté libre.

 

Aquí podríamos concluir el trabajo: las tramas enviadas por las estaciones se propagarán por el canal informando periódicamente a todo el resto de su ubicación, presentándola en los respectivos mapas. Además si a la posición de la emisora se añade un texto adecuado,  todo el resto puede ser informado del reemisor que está utilizando para poder establecer un posible QSO con ella, siempre y cuando la receptora disponga de cobertura sobre el mismo. Esta circunstancia es factible, aún desconociendo de antemano la ubicación y canal de cualquier reemisor analógico puesto que APRS permite hacerlo de forma permanente y actualizada.

 

Pero, ya puestos, con un poco más de inversión, aprovechamos ubicación, antena y equipo APRS para instalar un digi completo. Para ello solo precisaremos otra TNC, que denominaremos TNC/2.

 

Un sistema completo con digi APRS incluido

 

La TNC/2 estará sintonizando permanentemente el canal APRS a través del equipo. Su circuito DCD será compartido por TNC/1 para chequear la ocupación del canal. Compartirá además con TNC/1 la transmisión de datos a través del mismo equipo, aunque cada una la efectuará por su cuenta, independientemente de la otra. Así que el primer problema que se nos plantea es el de sincronizar adecuadamente las transmisiones para evitar colisiones entre ambas lo que haría imposible la decodificación de las tramas superpuestas.

 

Ello es posible mediante un sencillo juego de diodos que actúa de forma que la activación del PTT de una TNC, active a su vez el circuito DCD de la contraria y viceversa.

 

Y eso no es todo...

 

¿Queremos saber el estado de las baterías? ¿Cuantos amperios nos están dando los paneles? ¿Falló el fluido eléctrico? ¿Quedó la puerta abierta? ¿Hay alguien en el recinto del reemisor?

 

Preguntas como esta y otras puede tener respuesta mediante la habilidad para telemetría de APRS. Así que los responsables del reemisor analógico disponen de forma relativamente sencilla de una fuente permanente de información para tutelar el estado de su sistema.

 

Además, podremos actuar sobre él en control remoto, aprovechando las habilidades que posee determinado soft para TNC-APRS, como es el caso de Kantronics y UI-DIGI.

 

Conclusión

 

Con una moderada inversión podemos ampliar la red APRS aprovechando las ubicaciones actuales de los reemisores analógicos, potenciando al mismo tiempo el contacto de estaciones a través de los mismos y el control remoto por parte sus responsables. ¡Un binomio perfecto!